路线九、鸡冠山—山羊寨地质及地貌路线
路线位置:鸡冠山南坡—越过鸡冠山—汤河—山羊寨
教学内容:1.观察描述长龙山组地层中发育的交错层理、波痕及海绿石石英砂岩。
2.观察描述沉积不整合接触关系。
3.观察描述小型正断层及小型逆断层。
4.观察断层与地貌、植被的关系,识别地堑、地垒等地质现象。 5.了解岩溶堆积物、残积物、冲积物和洞穴堆积的主要特征。
6.了解汤河水文特征。
教学内容安排与要求: 观察点1
位置:鸡冠山南
内容:观察鸡冠山的单面山地貌形态,并绘制鸡冠山形态素描图。 时间:30分钟 观察点2
位置:鸡冠山顶中部垭口附近
内容:l.观察长龙山组与绥中花岗岩的接触关系 2.观察小型正断层
要求:1.观察长龙山组与绥中花岗岩接触关系,注意长龙山组底部的岩性,砾石的成分。 2.确定断层的上盘、下盘、上升盘、下降盘,进而确定断层类型。
3.测量断层的断距、产状,以及断层两盘地层的产状。
4.画该断层的素描图。 时间:l小时 观察点3
位置:山顶采石场
内容:观察和描述交错层理、波痕及海绿石石英砂岩
要求:l.在垂直层面的剖面上观察交错层理,观察其特点并画一张素描图。 2.在层面上观察和描述波痕特征,测量波长(L)、波高(H),计算波痕指数(L/H),并画
素描图。
3.观察描述海绿石石英砂岩。 时间:l小时 观察点4
位置:山顶西侧陡崖处
内容:观察和描述小型正断层
要求:l.测量断层的断距、产状。 2.画断层素描图。 时间:30分钟 观察点5
位置:鸡冠山西坡山麓
内容:1.观察描述逆断层,确定断层的上盘、下盘、上升盘、下降盘,确定断层的类型。 2.观察大平台方山地貌,注意其地层产状。 3.观察汤河河谷形态,并绘素描图。 时间:30分钟
观察点6
位置:鸡冠山下汤河河谷
内容:观察鸡冠山地堑
要求:l.观察地堑的成因,了解断层的组合形式。 2.观察描述地堑的地貌特征。 3.画鸡冠山地堑素描图 时间:l小时 观察点7
位置:山羊寨村附近
内容:1.观察洪积扇、残积、坡积黄土、落水洞和汤河支流干谷。 2.观察岩溶洞穴特征及其堆积物特征,寻找脊椎动物化石。
要求:仔细观察和描述洪积扇、残积、坡积黄土、落水洞和汤河支流干谷、岩溶洞穴特征及其堆积物的特征。 时间:1小时 教学内容描述:
1.鸡冠山要观察的内容
站在八岭沟村路口西望鸡冠山,山顶为层状岩石,自北东向南西缓缓降低。远远望去,形态极似鸡冠故得此名(图7-9-1)。沿小路上山发现山体为花岗岩,登上山顶中部的垭口,可观察到绥中花岗岩与长龙山组的沉积不整合接触关系。
鸡冠山顶的长龙山组砂岩中发育一小型断裂,其两侧标志层错动方式、断面上擦痕和阶步及
图7-9-1 鸡冠山地貌远景素描图
构造岩特征,综合分析可
确定其为正断层。
向北走到陡坎处可
见到交错层理及波痕等沉积构造现象。交错层理是在水动力条件比较强的环境中形成的,例如河流、浅海、浅湖等环境,不同环境下形成的交错层理,其形态及规模是不一样的。河流环境以定向水流为特征,常常形成板状交错层理、楔状交错层理及槽状交错层理等,而浅海和浅湖环境以波浪作用为主,常形成波状交错层理。此处交错层理为浅海相的浪成交错层理。另外,层理形态可帮助判断地层的顶底。
波痕是水流作用于沉积物表面形成的层面构造,鸡冠山顶的波痕形态为波峰尖锐,波谷平缓。其波长约为60cm,波高7cm,波痕指数为8.57,两侧近于对称,波痕表面还常见海绿石矿物,显示了浅海环境成因。
海绿石是一种绿色的含铁硅酸盐矿物,颜色一般为黄绿色、暗绿色、鲜绿色等,风化后呈褐色斑点,玻璃光泽,常呈粒状或作为胶结物出现,可作为海相环境的指相矿物。
鸡冠山西侧陡崖处可见长龙山组地层中的小型正断层,再向西山坡上还见一小型逆断层。下山至河谷内,向南西方向遥望可观察到鸡冠山地堑的全貌。大平台以西、鸡冠山南东方向,两侧地形突然增高,而两者之间为一低矮的平台。这个平台向南西方向变窄,向北东方向敞开,成为簸箕形状,在地貌上表现出一个地堑地形(图7-9-2)。
此后向西观察,注意测量产状270°∠15°,还观察到一条南北向正断层,在断层附近长龙山
图7-9-2 鸡冠山地堑东侧地貌素描图
组石英砂岩中发育一系列南北向分布的石英脉,宽者20~30cm,窄者几cm,断断续续成群分布,由一系列张节理所形成。沿断层向南可观察到断层面产状为105°∠60°,上盘近断层处有一个挤压紧密的小褶皱(如图7-9-3)。
由一系列相对下掉的正断层组成了鸡冠山地堑,发育在一个近南北向延伸的平缓背斜顶部(图7-9-3)。
2.方山地貌形态及构造阶地
方山(Mesa),也称为平顶山或桌面山,它是一种顶部平坦的桌状孤丘,或者是四周为悬崖或陡峭的基岩坡,顶部很宽广,通常是由水平层理的沉积岩构成的孤山。平顶山山体的高度从
30—600m,长数百m到几km不等。平顶山是侵蚀作用的残留物,因为它们位于大河的分水岭地带,或者是其上覆盖有如熔岩、砂岩或砾岩一类抗侵蚀的岩石,或者是这两个因素的结合所致。美国的亚利桑那州、科罗拉多州、新墨西哥州以及犹他州等地都有这种平顶山。在实习区里,鸡冠山对面的大平台顶平坡陡,顶部是坚硬的近于水平的石英砂岩,下部是绥中花岗岩,构成典型的方山地形。
在上平山及大平台和鸡冠山一带,岩层接近水平,并发育了一系列的正断层,呈阶梯状排列,并且大平台和鸡冠山上部的长龙山组地层由坚硬的石英砂岩和抗风化能力较弱的粉砂岩和页岩组成,在外力差异侵蚀下,形成构造阶地(图7-9-4)。
图7-9-3 大平台南沟底断层旁侧挤压小褶皱
图7-9-4 鸡冠山地堑及构造阶地剖面示意图
观察与思考:
1.石英砂岩层面上发育的波痕说明了什么?
2.长龙山组下部地层是在什么环境下形成的,根据是什么?
3.说明汤河地堑河谷的结构。
4.分析方山的成因。它与河流阶地有什么区别?各反映什么构造运动特点? 5.对比大石河、汤河的水文特征。
6.溶洞中的堆积有何特点?